《油氣田地下地質學》課程創新教學實踐探討

王湘平 (長江大學地球科學學院,湖北荊州434023)

高等工程教育教學改革的重要目標是培養具有創新意識和創新能力的人才,因而必須改變目前傳統知識型的應試教育局面,大力開展創造思維型的素質教育[1]。

《油氣田地下地質學》是資源勘查工程專業、地質學專業的核心專業課程,是學生在系統學習礦物巖石學、沉積學、構造地質學、石油地質學、地球物理勘探、地球物理測井、油層物理等相關課程內容的基礎上開設的一門綜合性和實用性很強的技術類課程,其涉及內容廣泛,包括從地質資料的錄取到綜合利用地質、地球物理、地層測試等資料來解決從油氣田發現到油氣田廢棄的各個階段所涉及的地質問題[2]。根據該專業課綜合性和實踐性很強的特點,構建 《油氣田地下地質學》課程創新教學體系,對于提高學生的職業適應能力、創新能力和滿足社會對石油專業人才的需求有著重要意義。為此,筆者針對《油氣田地下地質學》課程創新教學進行了一些探索。

1 明確課程目標,培養創新理念

《油氣田地下地質學》課程的目標是使學生掌握油氣田地下地質研究的基本理論、技術和方法,培養學生多學科知識的綜合運用能力以及應用靜、動態資料研究油氣田勘探開發中地下地質問題的基本技能。該課程研究內容廣泛,與油田實際緊密結合,具有很濃的 “油氣味”。因此,實施該課程創新教學時必須確立創新教學的基本理念,在教學過程中有意識地培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。

1.1 培養創新意識

在課堂教學中,要引導學生質疑問難,求異探新,發表自己的獨到見解。在實驗教學中,要啟發學生通過仔細觀察實驗現象,訓練學生敏銳的觀察力,引導他們進行創新思考,通過多種地質圖件的編制發現一些細微的地質現象并得出新結論。

1.2 培養創新精神

要利用老一代石油地質學家百折不撓、勇往直前、不達目的誓不罷休的創造性勞動和獻身精神事跡去感染學生,利用該學科生動豐富、充滿創新精神的學科史去教育學生。在日常教學中,無論是課堂聽講、實驗、制圖還是寫讀書報告,都要鼓勵和引導學生不墨守陳規,要善于思考,敢于突破。經過持之以恒的訓練,使學生養成標新立異的良好習慣,從而形成嚴謹求實的治學態度和開拓進取的創新精神。

1.3 培養創新能力

在培養學生創新能力的過程中,應使學生具有扎實的專業基礎知識,同時要拓寬其知識面,使之能夠將石油地質與其他石油相關專業 (物探、測井、油工、儲運等)知識進行有機結合,從而具備復合性知識結構。因此,應通過改革課堂教學模式、突出實驗環節、與油田作業現場進行直接接觸等方式來培養學生分析和解決實際問題的創新能力。

2 建立以培養創新能力為主的教學模式

2.1 優化課程內容體系

1)整合課程內容 該課程的教學目標是使學生掌握油氣田地下地質研究的基本概念、基本理論、基本方法及技能,提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后從事油氣田勘探與開發工作奠定基礎。為此,根據教學實際情況,將課程內容體系分為3大部分 (包括10個知識模塊,每個知識模塊之間既有一定的聯系又具有相對獨立性):①資料錄取與解釋,包括鉆井地質和油氣井測試2個模塊。該部分重點介紹鉆井過程中的錄井、完井、鉆柱測試和油氣井測試資料的錄取與解釋。對于地震和測井資料的錄取和解釋,學生已系統地學習了地震勘探和地球物理測井的內容。因此,學習該部分后,學生能夠系統地掌握油氣田勘探開發整個過程中資料的錄取與解釋方法,為畢業后的勘探開發研究工作奠定必要的基礎。②地下地質研究,包括地層研究、構造研究和儲層特征研究3個模塊,屬于靜態研究的范疇。③開發地質研究,包括油藏評價與開發可行性研究、注水開發油田動態監測、油田開發中的地質研究、氣田開發地質研究和提高采收率技術5個模塊,屬于動態研究的范疇。

2)增加最新科技前沿性知識內容 進行教學內容的優化,應注重講授地下地質研究的基礎知識,強調培養學生的基本技能,同時,及時將學科最新科研成果和油田新技術、新方法引入教學中,使學生及時掌握最新科技前沿性知識,如PDC鉆井條件下的巖屑識別方法、定量熒光技術、氣測解釋模版、可視化解釋技術、開發過程中儲層參數動態變化、油藏動態分析、地層壓力隨鉆預監測技術、巖心圖像分析技術等。

3)注重實踐環節的培養 該課程具有實踐性強的特點,因而應大力加強實踐環節,以此來鞏固該課程的基本理論知識,培養學生在油氣田勘探開發過程中的實際動手操作技能,同時使學生對油田生產各個環節 (鉆井、錄井、地層測試、測井、開發、采油、油藏動態監測、油田動態分析、計量到油氣集輸)的管理有一定的感性認識,為學生今后從事油氣田勘探開發工作打下堅實基礎。

2.2 改革教學方法

1)授課方式多樣化 擯棄傳統的以單純傳授知識為目的的灌輸方式,把教學工作的重心由 “教”的方面轉到 “學”的方面來。采用以學生為主體的提問式、討論式、啟發式和研究式等方法,加強教師與學生之間的互動,由此來改進教學效果,具體內容如下:①提問式。在教學過程中,教師應充分重視課堂提問,以此來了解學生對知識的掌握情況。有些提問可以讓學生當堂回答,有些提問可以留給學生思考,而有些提問不需要學生回答,重在提醒學生。此外,教師還可以故意出錯,讓學生進行評價,由此培養學生發現問題的能力。例如在油氣田地下構造研究模塊的教學中,講述 “斷層研究”時,先讓同學們回憶有關斷層的概念,接下來提出問題 “野外斷層的識別標志有哪些?”,在學生正確回答問題后應及時給以鼓勵。再提出問題 “野外有這么多識別標志,那么在鉆井時我們看不到這些標志怎么辦呢?用井的資料能不能判斷斷層的存在和對斷層進行研究呢?”通過這一問題引出下文,即 “用井的資料來研究斷層”。這樣在整個教學過程中學生的注意力高度集中、思維活躍,最終取得了較好的教學效果。②討論式。傳統教學模式主要是教師講學生聽,這種單向的信息交流忽視了師生間的合作互動,而討論式教學模式則是給學生創造平等的表達思想、發揮創造潛能的機會。教師在課前應將將討論的題目布置下去,讓學生充分準備,使得在討論課上學生有話可說,有言要發。教師通過聽取學生對具體問題的分析與見解,可以了解其思維方式和對課程內容的認知程度。在討論過程中,教師應及時糾正所出現的錯誤,從而學生能夠加深對課程內容的正確理解。例如在油氣田地下構造研究模塊的教學中,教師在課前給學生發放了3張構造圖,讓學生們課前準備。上課時教師將構造圖放在多媒體投影上,讓學生通過討論來判斷斷層和構造產狀、斷層性質等。學生在討論過程中氣氛熱烈,各抒己見,課后學生反映對該知識內容理解十分到位。③啟發式。在進行啟發式教學時,應充分發揮教師主導作用,同時強化學生的主體性,通過利用生動直觀的材料和趣味性問題來激發學生的創造性思維,從而激勵學生主動參與到教學中。例如,教師在講述 “裂縫研究”時,一般利用的資料是巖心實物和測井曲線,這時可以向學生提出巖屑資料能否進行裂縫分析的問題,啟發學生回憶在鉆井地質模塊 “巖屑錄井”中的 “縫洞發育系數”、“縫洞開啟系數”2個參數。又如在講述 “巖屑錄井”時,對于撈砂這一工序可以啟發學生思考“能否發明自動撈砂機或傳送帶自動恢復地質剖面”,讓學生短時間的思考后,給學生講解目前油田關于自動撈砂機的研究情況,從而激活學生的創新潛能。④研究式。通過研究式教學,提高了學生的綜合研究能力、文字表達和口頭表達能力。筆者在教學過程中選擇了江漢油田王場構造一區塊的實際資料(井位圖、錄井、測井和試油等資料),要求學生對工區進行綜合地質研究,包括建立地層剖面、井間地層對比、構造分析、油藏分析、儲量計算,并編制相關圖件,編寫研究報告,最后,還要求學生進行多媒體匯報與答辯。課后調查表明學生反映良好。

2)開設專題講座 在教學過程中可以邀請油田生產單位專家來校舉辦本學科方向知識講座,介紹油氣藏地質研究的新進展和勘探開發實例以及現場工作方法,引導學生把握行業科技前沿。例如在講授油氣田地下地層研究模塊時,邀請江漢油田勘探開發研究院專家進行地層對比的講座,通過大量的油田現場作業實際資料及具體對比細節,使學生充分掌握了油氣田地下地層研究的基本方法,取得了很好的教學效果。

3)開展第二課堂活動 由于高年級的學生已經具備了一定的專業技能,因而在授課期間可以鼓勵學生積極參加教師的科研工作,從而培養學生解決油氣田實際地質問題的技能。

2.3 改進教學手段

目前大學教育已實現電化教學,因而教師應對多媒體課件要精心設計,盡可能多地應用典型的實例及圖片來豐富教學內容,由此提高學生的學習興趣。如目前使用的泥漿循環路線動畫、固井過程動畫、沉積時間單元劃分動畫等,使教學內容更加生動和易于理解。由于大量的圖件可以表征地下的地質現象,因而在油氣田地質研究報告和學術論文中都有大量的圖件和表格。因此,在教學中應重視圖件的功能,通過圖件引出問題并分析問題,以此培養學生解決實際地質問題的思路和方法。

3 改革課程考核方式

3.1 考核方式多樣化

傳統考試形式單調,一般采用單一的閉卷形式,側重檢查學生對基礎知識掌握的水平和解題能力,易導致學生把重點放在死記硬背上,忽視了知識的擴展和靈活運用。因此,應將考核方式多樣化,包括閉卷、開卷、口試、無紙化、讀書報告、小設計等。

3.2 增加考試次數

傳統考試方式基本上是 “一次考試定成績”,這導致考試過程中學生作弊現象嚴重。因此,應增加考試次數,實行學習成績的綜合評定,使學生能夠投入更多精力進行課程學習。

3.3 增加平時成績占課程總成績的比重

通過平時成績 (含階段考試、課堂討論、小測驗、作業、讀書報告、出勤等)和期末考試來綜合確定學生學習成績。平時成績中重點考查學生清晰表達問題的能力、搜集和整理資料等能力,對學生在學習中各個階段的具體表現進行全面、客觀、準確的定性評價。期末筆試的題型上要加強對較高能力層次內容的考查,對主觀題應加大開放性,以此增強能力考查的力度。

4 結 語

《油氣田地下地質學》是資源勘查工程專業、地質學專業的核心專業課程,其具有很強綜合性和實用性。因此,應大力開展該課程創新教學實踐活動,具體采取如下措施,即明確課程目標培養創新理念、建立以培養創新能力為主的教學模式和改革課程考核方式,使學生充分掌握該課程的基本理論知識和實際動手操作技能,為今后從事油氣田勘探開發工作打下堅實基礎。

[1]葉瀾.轉換思路開創素質教育新局面 [J].山西教育,2006(2):30～34.

[2]陳恭洋.油氣田地下地質學[M].石油工業出版社,2007.